2.Теоретичний розрахунок концентраційних меж займання газів і парів.

Відповідно до вимог державного стандарту ГОСТ 12.1.044-89 концентраційні межі займання газів і парів окремих органічних речовин, що містять атоми водню, кисню, азоту, хлора в повітрі при атмосферному тиску (101 ± 7) кПа і початковій температурі, що не перевищує 473 ^оК визначають за формулою:

(1)

де h_S – коефіцієнти, що характеризують наявність структурних груп;

m_S – число таких структурних груп в молекулі горючої речовини.

Значення коефіцієнтів h_S за вимогами ГОСТ 12.1.044-89 для різних структурних груп наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Значення коефіціента h_S

Вид структурної групи	Значення hS	Вид структурної групи	Значення hS
С - Н	49,2	С = С	341,5
С – С	41,2	С – N	25
С = С	122,1	N – H	20,9
С - 0	10,9	C – CL	7,8
С = 0	34,3	N – N	152,2
0 = Н	5,7	Ο	485,4

Число структурних груп (m) розраховують виходячи зі структурної формули палива. Наприклад, для ацетона (С₃Н₆0) структурна формула має вигляд :

Н 0 Н

Н - С - С - С - Н

Н Н

З даної структурної формули видно, що в молекулі ацетона існує 6 зв’язків С- Н, два зв’язки С – С і один зв’язок С = 0. Відповідно до даних таблиці 1 знаходимо а потім за формулою (1) визначимо нижню межу займання ацетону φн.

Верхня межа займання визначається за формулою:

Якщо (2)

Якщо (3)

Де - стахіометричний коефіцієнт кисню в реакції горіння (окислення):

(4)

де - відповідно число атомів вуглероду, водню, хлору і кисню в молекулі палива;

К – коефіцієнт, що визначаєиться за формулою (5):

Де q – число різних структурних груп палива;

a_i – величина коефіцієнтів груп;

n_КС - загальне число полуторних, двійних і трійних зв’язків

(С–С) в молекулі палива;

К_СВ – середня кратність звязків (С-С) в молекулі палива.

Для молекули ацетона a_i = -0,06; n_КС = 0; К св =1; m_C =0; q =1

Виходячи з цього за формулою (5) визначають значення коефіцієнта К і за формулою (2) або (3) значення верхньої межи займання.

Визначивши величини нижньої і верхньої меж займання по формулам (1) і (2) та величину коефіцієнта безпеки (К б) відповідно ГОСТ 12.1.004-91, розрахуємо максимально допустиму вибухонебезпечну концентрацію горючої речовини (ПДВК) за формулою:

(6)

Рис.1 Схема установки для визначення концентраційних меж вибуху пароповітряних сумішей:

1 –корпус, 2 – верхній фланець, 3 – кришка; 4 – гайка; 5 – вибухова діафрагма; 6 – іскровий генератор; 7 – вимикач; 8 – електроди;

9 – шпилька; 10 – нижній фланець; 11 – дно; 12,14 – отвір для електродів; 13 – отвір для подачі повітря; 15 – отвір для подачі ЛЗР.